[发明专利]一种基于部分已知参数的两轮自平衡机器人控制系统

摘要

本发明公开了一种基于部分已知参数的两轮自平衡机器人控制系统，包括传感器测量模块、主控芯片、速度手柄和电机系统，主控芯片内设置控制器，至少包括角度鲁棒控制器、角度滑模控制器、速度鲁棒控制器和速度滑模控制器，其中，速度鲁棒控制器和速度滑模控制器根据速度误差ev获取期望角度θr；角度鲁棒控制器和角度滑模控制器根据角度误差eθ调节输出电压U。采用本发明的技术方案，通过差量作为反馈实现角度鲁棒控制器、角度滑模控制器、速度鲁棒控制器和速度滑模控制器的输出控制，从而对于实际两轮自平衡机器人中的一些参数估计存在偏差时，控制器依然能够保持两轮自平衡机器人拥有良好的性能。

主权项

1.一种基于部分已知参数的两轮自平衡机器人控制系统，其特征在于，包括传感器测量模块、主控芯片、速度手柄和电机系统，其中，所述主控芯片与所述传感器测量模块、速度手柄和电机系统相连接，通过所述速度手柄获取期望速度通过所述传感器测量模块获取实际速度实际角度θ和角速度所述主控芯片内设置控制器，所述控制器根据所采集的自平衡机器人的运动参数进行信号处理并控制输出电压U驱动电机系统运动；所述控制器至少包括角度鲁棒控制器、角度滑模控制器、速度鲁棒控制器和速度滑模控制器，其中，所述速度鲁棒控制器和速度滑模控制器根据速度误差ev获取期望角度θr；角度鲁棒控制器和角度滑模控制器根据角度误差eθ调节输出电压U；其中，所述控制器的输出方程为：其中，U₀为角度滑模控制器的输出量，U₁为角度鲁棒控制器的输出量；所述角度鲁棒控制器的输出方程为：所述角度滑模控制器的输出方程为：其中，期望角度θ_r满足为速度滑模控制器的输出量，为速度鲁棒控制器的输出量；所述速度鲁棒控制器的输出方程为：所述速度滑模控制器的输出方程为：